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神奇的防弹玻璃:安全选择的钢化玻璃

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:为此,汽车公司研制了各种防弹汽车。在防弹汽车中,车身可以选用特殊的钢材,做到车身防弹并不难,难的是橡胶轮胎和挡风玻璃。经过反复试验,别涅迪克得到一种新型玻璃。今天的防弹玻璃一般制作成3层。所以,人们也把这种夹层玻璃称为“防弹玻璃”或“不碎玻璃”。这样处理的玻璃就是“钢化玻璃”。由于钢化玻璃一旦受到较大的力,导致破碎,而破碎的碎片都是没有棱角的,不会伤人。

神奇的防弹玻璃:安全选择的钢化玻璃

在国家领导人的活动中,有一些人会把他们当作袭击的目标。为此,除了要带保镖之外,他们常常使用一些防弹的物品。在1963年,时任美国总统的肯尼迪在乘坐敞篷汽车外出时,遭到枪手的袭击,并被击中而去世。类似的事件还有一些。为此,汽车公司研制了各种防弹汽车。

在防弹汽车中,车身可以选用特殊的钢材,做到车身防弹并不难,难的是橡胶轮胎和挡风玻璃。

关于挡风玻璃的防弹性能,还要说到100年前的事情。当时,有一位名叫别涅迪克的化学家,他是法国人。在一次实验工作之后,他在打扫桌面和地面时,一不小心,他碰了一只玻璃瓶。玻璃瓶从桌面上跌落到地面。不过,值得庆幸的是,这只长颈的薄玻璃器皿并未摔碎,只是表面上呈现出了裂纹。

面对这样的现象,别涅迪克不像一般人,轻易地就把玻璃瓶扔掉了事。他深深地思考着,但是由于正在忙着别的事情,他只能暂时放下。不过,别涅迪克写下了一张纸条,并贴在玻璃瓶的表面。在纸条上,他写道:“1903年11月,这只烧瓶从3米半高的地方跌下来,拾起来就成了这个样子。”

几年过去了。一次,别涅迪克看报纸,他看到一条新闻。这条新闻说的是,一辆汽车不慎撞上了电线杆子,把前挡风玻璃撞碎了,碎片刮伤了司机和一些乘客。记者认为,是否应该研制出一种新型的玻璃。当这种玻璃受到打击,即使破碎了,也不会崩出碎片,以免伤人。

别涅迪克看了这个报导后,就陷入了深思,并且马上就想起了几年前的那个烧瓶。他拿出那只积满灰尘的烧瓶,一边仔细地擦拭着烧瓶,一边思考着裂而不碎的原因。

别涅迪克在认真观察之后,他发现,这个烧瓶曾经装过硝化纤维的溶液,在内壁上形成了一层胶膜。正是有这层胶膜,使烧瓶跌落不曾破碎。这时,他要研究的问题是,如何使胶膜与玻璃紧密结合。经过反复试验,别涅迪克得到一种新型玻璃。这就是一种“夹层玻璃”。

今天的防弹玻璃一般制作成3层。外表(两)层为玻璃,中间层为弹性的透明材料(如聚乙烯醇缩丁醛),这些透明材料可使玻璃结合起来。为了强化玻璃的防破碎效果,增加层数,如5层,在3层玻璃中夹两层透明的弹性材料。这样的材料在玻璃破碎时不会崩起碎片。(www.xing528.com)

这种新型的玻璃不仅可以防止碎片崩起来,如果稍加改进,如使内衬的金属丝通电发热,还可使玻璃表面的结霜迅速化解。在坦克的瞭望口安装这种玻璃,这种玻璃窗口(瞭望孔)就不易被子弹击穿;若被击穿的话,也不会崩出碎片,只会出现一些裂纹。所以,人们也把这种夹层玻璃称为“防弹玻璃”或“不碎玻璃”。这种玻璃还在不断改进中,如20世纪70年代,英国专家开发出一种新型的材料。他们用钛金属薄片制成夹层玻璃,它具有很高的抗冲击能力,耐高温的性质也很好。

夹层玻璃用的玻璃,玻璃的强度并不是很高,它的高强度来源于夹层中的金属。为了使玻璃强度得到提高,这需要一些处理(这种处理的技术有些像钢铁的“淬火”)。先按要求裁制玻璃的形状,而后加热到较高的温度;再吹过风,使玻璃迅速冷却。由于玻璃的表层猛烈且均匀地收缩,这使玻璃表面均匀地布满一种压缩的“应力”。所谓“应力”,就是在物体受到外部作用而变形时,使物体内部的任何一个截面(在单位面积上)受到相互作用力。当玻璃受到外力时,这种压缩应力可抵消一部分外力。这就是说,玻璃的强度得以提高。这样处理的玻璃就是“钢化玻璃”。

钢化玻璃的强度的确提高了许多,但它也有缺陷,即一旦制成,就不能进行裁切。如果裁切,钢化玻璃就要破碎。由于钢化玻璃一旦受到较大的力,导致破碎,而破碎的碎片都是没有棱角的,不会伤人。因此,今天的汽车挡风玻璃、商店的门窗玻璃和大型吊灯使用的玻璃,都要用钢化玻璃。可见这些应用都是出于安全的考虑,所以就把钢化玻璃也称为“安全玻璃”。正是由于钢化玻璃的安全性,这种玻璃被迅速地普及开来,甚至有些水杯和写字桌上铺的玻璃板也采用钢化玻璃。

应用在建筑上的玻璃除了钢化玻璃之外,还有一种重要的、(现在也)常见的玻璃制品,即高层建筑的外墙玻璃;由于是大面积的使用玻璃,所以它们的外墙也被称为玻璃幕墙。这显然也是一种建筑的装潢手段。

玻璃幕墙使用的是一种镜面玻璃。这种玻璃也是一种钢化玻璃,只是在玻璃表面涂有一层极薄的金属薄膜或金属氧化物薄膜。

这种玻璃实际上是一种中空玻璃。它是一种镜面玻璃与普通玻璃的组合,分两层或三层两种。两层的玻璃要加密封的框架,形成一个夹层空间,而3层的玻璃有两个夹层。这种中空的玻璃既可以隔音和隔热,又可以防潮、防结霜和抗风压,等等。这种玻璃可以反射掉90%的阳光,所以当阳光通过玻璃透射到人身上,人是不会感到炎热的。

玻璃幕墙被采用已经近百年了,并得到大量应用,不过它也有缺陷,这就是在道路上的行人会感到墙面的强反射光,尤其使路过此地的司机会感到目眩,对行车安全稍有不利。

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